[发明专利]奥氏体不锈钢合金和由不锈钢合金形成的涡轮增压器运动部件

说明书

提供一种奥氏体不锈钢合金和涡轮增压器运动部件。奥氏体不锈钢合金包括按重量计的约23%至约27%的铬、约18%至约22%的镍、约0.5%至约2.0%的锰、约1.2%至约1.4%的碳、约1.6%至约1.8%的硅、约0%至约0.5%的钼、量少于约0.01%的硫、量少于约0.04%的磷，以及余量铁和其他以微量存在的不可避免/无法避免的杂质。涡轮增压器运动部件至少部分地使用该不锈钢合金制成。

技术领域

本公开一般地涉及铁基合金，诸如奥氏体不锈钢合金，以及由其形成的制造制品。更具体地，本公开涉及用于（例如）涡轮机和涡轮增压器运动部件中的不锈钢合金，其中此运动部件在升高的（涡轮增压器操作）温度下表现出增加的耐磨性。

背景技术

在涡轮发动机的背景下，涡轮增压器使用发动机排气的热和体积流量来对进入燃烧室的进气流进行加压或升压。具体地，来自发动机的排气按路线发送到涡轮增压器涡轮机壳体中。涡轮机安装在壳体内侧，并且排气流使涡轮机旋转。涡轮机安装在轴的一个端部上，该轴具有安装在其相对端部上的径向空气压缩机。因此，涡轮机的旋转动作也使空气压缩机旋转。空气压缩机的旋转动作使进气进入压缩机壳体并在进气与燃料混合以及在发动机燃烧室内燃烧之前加压或升压。

涡轮增压器内的各种系统包括摩擦界面，即，在涡轮增压器操作时彼此相互作用并相对于彼此移动的部件的表面。通常被称为运动部件的此部件可能易受摩擦和磨损，特别是在升高的温度下，这会降低它们的使用寿命。可包括运动部件的涡轮增压器系统的示例包括：废气门系统，其将排气转移离开涡轮机以调节到涡轮机的气流；以及可变几何系统，其包括一排可移动的入口叶片以实现相同的目的。这些系统通常包括各种部件，诸如轴、衬套、阀等，它们是运动部件，因为它们相互作用并相对移动，因此它们会受到摩擦磨损。在现有技术中，310级不锈钢可能已经用于此部件，但是由于其相对高的成本，此不锈钢已被证明是不期望的。因此，只要保留适当的材料性质，有效（且成本较低）的替代品就会在本领域中受到欢迎。

因此，期望提供适合用于制造用于涡轮发动机的运动部件的材料，其能够在升高的温度操作期间抵抗磨损。此外，本发明主题的其他期望特征和特性将从本发明主题随后的具体实施方式和所附权利要求，结合附图和本发明主题的背景而变得明显。

发明内容

提供奥氏体不锈钢合金和由此合金制造的涡轮增压器运动部件。

在实施例中，仅以示例的方式，奥氏体不锈钢合金包括或由按重量计的以下组成：约23%至约27%的铬、约18%至约22%的镍、约0.5%至约2.0%的锰、约1.2%至约1.4%的碳、约1.6%至约1.8%的硅、约0%至约0.5%的钼、量小于约0.01%的硫、量小于约0.04%的磷，以及余量的铁和其他以微量存在的不可避免/无法避免的杂质。

关于前述合金实施例：铬的量可限制在约24%至约26%；另选地或另外地，镍的量可限制在约19%至约21%；另选地或另外地，锰的量可限制在约1.0%至约1.5%；另选地或另外地，碳的量可限制在约1.25%至约1.35%；另选地或另外地，硅的量可限制在约1.65%至约1.75%；并且另选地或另外地，钼的量可限制在约0.05%至约0.3%。

在另一个实施例中，仅以示例的方式，涡轮增压器运动部件至少部分地使用奥氏体不锈钢合金制造，该奥氏体不锈钢合金包括或由按重量计的以下组成：约23%至约27%的铬、约18%至约22%的镍、约0.5%至约2.0%的锰、约1.2%至约1.4%的碳、约1.6%至约1.8%的硅、约0%至约0.5%的钼、量小于约0.01%的硫、量小于约0.04%的磷，以及余量的铁，和其他以微量存在的不可避免/无法避免的杂质。